[发明专利]一种目标光电搜索探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种搜索探测方法，特别是一种目标光电搜索探测方法。

背景技术

目标是指具有低空、超低空飞行的小型航空器或空飘物，具有飞行高度低、飞行速度慢、目标特征小等特点。由于超低空背景复杂且目标对比度差等原因，目标不容易被侦测发现。现阶段为了适应昼夜环境下的目标识别、锁定和跟踪，现有的光电搜索探测方法采用的光电搜索探测装置一般由红外制冷摄像机、可见光摄像机、激光测距机、二维转台和视频处理设备组成。现有的光电搜索探测方法是在二维转台转动过程中的通过红外制冷摄像机拍摄目标并进行图像处理，用激光测试机完成目标距离的测试，从而完成对目标的捕获和轨迹计算。该方法存在一些不足，当转动速度较快时，光电搜索探测装置拍摄的图像会出现拖尾现象、图像无法实现全景拼接同时在高速运动过程中图像也会出现抖动现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种目标光电搜索探测方法，解决现有的光电搜索探测方法拍摄的图像会出现拖尾现象、图像无法实现全景拼接和高速运动过程中图像抖动的问题。

一种目标光电搜索探测方法，其具体步骤为：

第一步 构建光电搜索探测装置

光电搜索探测装置，包括：红外制冷摄像机、可见光摄像机、激光测距机、二维转台、视频处理设备和系统控制器。

红外制冷摄像机、激光测距机、可见光摄像机安装在二维转台上，以红外制冷摄像机的光轴为基准，可见光摄像机与红外制冷摄像机的光轴不平行度小于30″，激光测距机与红外制冷摄像机的光轴不平行度小于30″。

二维转台包括俯仰轴和方位轴两个转动机构。

红外制冷摄像机的数据接口与系统控制器的数据接口通过导线连接，可见光摄像机的数据接口与系统控制器的数据接口通过导线连接，激光测距机的数据接口与系统控制器的数据接口通过导线连接，二维转台的数据接口与系统控制器的数据接口通过导线连接，二维转台的控制接口与系统控制器的控制接口通过导线连接，视频处理设备的数据接口与系统控制器的数据接口通过导线连接。

第二步 伪目标库设定

光电搜索探测装置内设置常见伪目标特征库，包括：远处的汽车、行人、树林、塔吊和建筑物。伪目标特征库在光电搜索探测装置使用时，根据系统控制器进行操作，自动增添经常出现、且需要被人为剔除的伪目标，完成伪目标特征库的自动升级。

第三步 光电搜索探测装置加电自检

光电搜索探测装置的红外制冷摄像机、可见光摄像机、激光测距机、二维转台、视频处理设备和系统控制器分别加电，各设备加电后自检并将自检结果通过数据接口发送给系统控制器。系统控制器将自检结果发送给外部用户。

第四步 光电搜索探测装置背景扫描

在系统正式工作前，在人工判别无目标的前提下，开启光电搜索探测装置，系统控制器根据外界环境亮度选择红外制冷摄像机或可见光摄像机进行外界环境扫描。

背景扫描开始时，系统处于初始位置，二维转台的俯仰轴处于水平状态，方位轴在零位上。系统控制器控制方位轴以预先设定的速度连续转动，每转过一圈，俯仰轴向上转过一个角度，该角度由系统控制器选择的摄像机镜头单视场角决定，并预留一个固定的交叠量，直到俯仰角达到最大俯仰角度。系统继续进行工作，方位轴每转过一圈，俯仰轴向下转动一个角度，直到俯仰轴处于水平状态。

第五步 图像拖尾处理

摄像机将拍摄的图像发送给视频处理设备，视频处理设备采用反卷积式补偿的方式消除拍摄的图像拖尾。

视频处理设备将处理的包含地面环境的背景图像发送给系统控制器，系统控制器进行存储，作为系统背景信息。

第六步 图像消抖

系统控制器将每帧图像分成M*M像素大小的宏块，每个宏块内的像素都运动相同的位移，通过搜索当前帧M*M像素大小的宏块与上一帧对应最匹配M*M像素大小的宏块来确定宏块的相对位移量。

通过计算宏块相对位移量的均值来计算这一帧和上一帧的帧相对位移量，将帧相对位移量作为参数进行下一帧受到干扰时的位移补偿，从而消除图像的抖动。

第七步 图像全景拼接

依据拍摄时的条件，选左边图像的右1/3，右边图像的左1/3。

在左边图像的重叠区域内，利用Moravec算子设定阈值，选取具有最大窗口值的特征块，并以该块的中心点坐标作为一个特征点。

以最大相关原则，在右边图像中寻找与特征块具有最大相关系数的同等大小的块作为匹配块，并以该块的中心点坐标作为特征点的匹配点。